单片机控制的步进电机..doc

浙江海洋学院 设计题目 单片机控制的步进电机 摘要  步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，步进电机有三线式、五线式、六线式3种但控制方法都相同都必须以脉冲电流来驱动。非超载的 情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，广泛应用在各种自动化控制系统。本设计以AT89C51单片机为核心，对步进电机进行控制，通过按键实现步进电机正转、反转、加速、减速，并使用LED显示电机速度。经过PROTEUS仿真和硬件焊接，结果表明，系统实现了要求。电机控制编程原理根据励磁方法建立励磁顺序数组，励磁顺序数组元素为：x[]={0x02, 0x0 6,0x04, 0x0c,0x08,0x09, 0x01,0x03} 该电路简单，可靠性强，运行稳定。 关键词：AT89C51；ULN2003A，LED；步进电机 目 录 1. 引 言……………………………………………………………...5 2. 方案设计 ………………………………………………………....5 2.1. 设计要求 ………………………………………………….5 2.2.1单片机芯片的选择……………………………………………………5 2.2.2总设计及系统原理……………………………………………5 2.2. 设计方案 …………………………………………………..5 3. 硬件设计…………………………………………………………...6 3.1. 单片机最小系统 …………………………………………..6 3.2. 驱动部分 …………………………………………………..6 3.3 按键部分 ……………………………………………………...6 3.4 显示部分…………………………………………….....7 4. 软件设计 ………………………………………………………...7 4.1. 软件流程…………………………………………………..7 4.2. 子程序设计...................................7 5. 实验结果与讨论……………………………….………….......8 5.1. 实验仿真…………………………………………………8 5.2. 结果讨论…………………………………………………8 6. 心得体会 . ………………………………………………………9 7. 附 录；源程序 ……………………………………………….10 8. 参考文献 ……………………………………………………….11 1.引言 步进电机是一种常用的机电执行元件,相应的控制和驱动电路对于其整体性能起着非常重要的作用。采用常见的AT89S51单片机和步进电机驱动芯片L298N实现步进电机的控制和驱动。整个系统具有结构简单、可靠性高、体积小、成本低和实用性强等特点,具有较高的应用推广价值。 利用STC89C51单片机对四相步进电机进行读写操作并通过对按键的控制改变单片机的输出脉冲以此控制电机转速反应电机正反转及加速减速，这样便构成了一个单片机控制的步进电机。 2.方案设计 2.1设计要求 1、基本要求 （1） 能够用按钮控制电机（四相）的加减速，正反转以及停止。 （2） 显示电动机的转速与方向（顺时针+逆时针-） 2、发挥部分 （1）能够在转速方向调整时有一个缓冲的过程即先减速然后反向加速到原速度。 2.2设计方案 2.2.1单片机芯片的选择 本设计选择的是STC89C51单片机，它是采用8051核的ISP在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C52RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。 2.2.2总设计及系统原理 电机的整体设计较简单，包括单片机、自动复位电路、键盘电路、显示电路、驱动与指示电路。 显示部分电路用的是液晶显示屏，用以显示电机的运转速率的等级，以显示加速减速的实现结果，使结果显而易见。 3.硬件设计 3.1单片机最小系统 单片机最小系统选用STC89C51，包含上电自动复位电路和手